Mutace

Poškození molekuly DNA UV zářením

Mutace je změna genetické informace. Způsobují ji různé vlivy – nejčastěji se za mutageny považují:

• fyzikální faktory (UV a ionizující záření);
• chemické faktory (např. planární aromatické sloučeniny, silná oxidans, radikálové iniciátory);
• biologické faktory (virové infekce atp.).

Jedná se o náhodný proces, ale zároveň bylo prokázáno, že v některých oblastech genomu k mutacím dochází častěji a jsou označované jako hot-spots.

Mutace, pokud se projeví (viz níže), může způsobit vážné onemocnění, ať už různé vrozené vady nebo neoplazie. Je ovšem zároveň považována za jeden z mechanismů evoluce.

Vzniku mutací zabraňují reparační procesy DNA, případně tzv. zpětné mutace. Ke zvýšené incidenci mutací dochází při defektu v genech kódujících reparační enzymy (mutátorové geny), což je podkladem různých chorob (např. Fanconiho pancytopenie, xeroderma pigmentosum, Cockaynův syndrom).

Rozdělení mutací

Podle buněčné linie, která je mutací postižena:

• somatické mutace — mutace, které nejsou zděděny od rodičů a nemohou být předány potomkům (nepostihují pohlavní buňky);

Mutace v genu p53 v buňce střevního adenomu, způsobující jeho přechod do kolorektálního karcinomu.

• mutace zárodečných buněk (zarodečné, germline mutace) — mutace, které mohou být zděděny od rodičů a mohou být předány potomkům (postihují pohlavní buňky)

Mutace v genu APC pohlavní buňky, způsobující familiární adenomatózní polypózu.

Podle oblasti genomu a projevu:

• kódující oblasti — většinou způsobí patologii, podle toho, k jaké změně došlo (viz níže);
• nekódující oblasti — většinou se neprojeví a jedná se o tzv. tiché mutace, pokud ke změně nedošlo v následujících nekódujících oblastech:

• promotory, enhancery a silencery — ovlivňují expresi genu; nesprávná exprese protoonkogenů a onkosupresorových genů je pak příčinou nádorového bujení;
• introny — může docházet k tzv. exonizaci intronu a pak se jedná o sestřihové mutace; speciálně se vyčleňují.

• kryptické mutace — v oblastech velmi podobných místům sestřihu.

Schéma substituční bodové mutace nukleotidů

Podle změny genetické informace:

• bodové mutace — změna v jednom nukleotidu: může se jednat o:

1. deleci,
2. inzerci,
3. substituci:
   1. tranzice — změna purinu na purin nebo pyrimidinu na pyrimidin (C → T, T → C, A → G, G → A);
   2. transverze — změna purinu na pyrimidin nebo naopak (A → T, T → A, C → A, A → C, G → T, T → G, G → C, C → G).

• projevy se odvíjejí od toho, jestli kodon se zaměněnou bází kóduje aminokyselinu stejnou, jinou, nebo žádnou:

1. samesense (silent) — jedná se o tzv. tichou mutaci (je zařazena stejná aminokyselina);
2. missense — zařadí se jiná aminokyselina a může tak být změněna až znemožněna funkce genového produktu;
3. nonsense — substituce zapříčiní vznik nového stop kodonu a tím kratšího genového produktu, jenž bude pravděpodobně nefunkční.

K bodovým mutacím je nejnáchylnější cytosin, který snadno podléhá zejména spontánní deaminaci na uracil. Polymerázy jej pak chybně čtou jako T, takže dochází k tranzici C·G páru za T·A pár, a zapojení opravných mechanismů může vést i k jiným typům změn. Poločas cytosinu může být za určitých podmínek kolem 19 dní. Ostatní báze jsou mnohem stabilnější, jejich poločas se pohybuje kolem jednoho roku.

• mutace rozsáhlejších oblastí:
  • delece — způsobí, že bude ve výsledném proteinu méně aminokyselin. Zároveň, pokud počet deletovaných nukleotidů není násobek tří, dochází k frameshiftu – s velkou pravděpodobností se v blízkém okolí vyskytne nově vzniklý stop kodon a protein bude nejspíše nefunkční;
  • inzerce — do výsledného proteinu se zařadí více aminokyselin, obdobně jako u delece může docházet k frameshiftu;
  • jiné strukturní chromosomové aberace.

• chromozomové - změna struktury chromozomů (chromozomové aberace),
• genomové - změna počtu chromozomů.

			Článek neobsahuje vše, co by měl.
			Můžete se přidat k jeho autorům a doplnit jej.
			O vhodných změnách se lze poradit v diskusi.

Odkazy

Související články

• Nádory
• Apoptóza
• Dynamické mutace
• Evoluce
• Vrozené vady
• (Proto)onkogeny
• Onkosupresorové geny
• Mutátorové geny
• Fanconiho pancytopenie
• Xeroderma pigmentosum
• Chromozomální abnormality
• Genetický kód

Použitá literatura

• SOUKUPOVÁ, Milena a František SOUKUP. Kapitoly z lékařské biologie a genetiky II. 1. vydání. Praha : Karolinum, 1997. 86 s. s. 63 – 66. ISBN 80-7184-581-7.